‘탄소중립 10대 핵심기술’, 석유화학은 어떨까?

안녕하세요, 한화토탈 블로그 지기입니다. 탄소중립 2050 선언 이후, 산업계는 각계의 방법으로 탄소배출량을 줄이기 위한 노력 찾고 있습니다. 정부 차원에서도 이에 따른 탄소중립을 실현하기 위한 기술혁신 로드맵을 그리는 데 박차를 가하고 있습니다.

오늘은 지난달, 과학기술정보통신부가 발표한 ‘탄소중립 기술혁신 추진전략 : 10대 핵심기술 개발 방향’ 중, 석유화학과 관련된 내용을 같이 훑어볼까요?

 

 

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2050 탄소중립과 석유화학

   

 

지난 9월 과기정통부가 발표한 ‘탄소중립 10대 핵심기술 개발방향’ 보고서는 우리나라가 ‘2050 탄소중립’을 달성하는 데 필요한 기술 개발 방향 내용을 담고 있습니다. 탄소중립을 이루는 데 필요한 10대 핵심 기술 분야로 △태양광·풍력 △수소 △바이오에너지 △철강·시멘트 △석유화학 △산업공정 고도화 △수송효율 △건물효율 △디지털화 △CCUS가 꼽혔는데요.

석유화학 시장의 경우, 2021년 약 540조 원 규모에서 2030년 약 870조 원 규모로 더 커질 것으로 예상되는데요. 석유화학제품은 플라스틱뿐만 아니라 태양광 패널, 풍력 터빈 날개, 전기차 부품 등 우리가 ‘친환경’으로 여기는 동력원들에도 사용되기 때문에 앞으로도 석유화학 시장은 지속적으로 성장할 전망입니다. 때문에 석유화학 업계 역시 탄소 중립을 위해 많은 양의 탄소를 저감할 수 있는 기술이 필요한 것이죠.

 

 

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탄소 저감을 위해 석유화학 업계가 해온 그간의 노력

  

 

탄소 저감 요구가 높아지는 그간의 환경 변화에 대응하고자 글로벌 화학업계는 온실가스 감축 노력을 지속적으로 이어왔는데요. 대표적으로 유럽 화학산업은 1990년~2017년 사이 온실가스 배출을 60% 감소하면서, 같은 기간 동안 생산량은 84% 증가시켰죠. 또한, 최근 석유화학업계는 자동차 회사 등에 사용되는 석유화학 소재를 생산할 때 재생에너지를 사용하는 등 전방산업의 탄소배출을 저감하는 데에도 기여하고 있습니다.

우리나라의 석유화학산업의 경우, 세계 최고 수준의 에너지 효율을 달성했는데요. 그럼에도 불구하고 대표적인 에너지 집약업종이라는 석유화학 산업의 특성상, 아직까지는 다량의 탄소가 배출될 뿐만 아니라 근본적인 감축 방안과 기술이 시급한 상황입니다. 

 

 

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2050 탄소중립을 위해 - 탄소중립 원료 활용

   

 

그 동안의 노력에도 불구하고, 여전히 탄소중립을 위해서는 더 진보된 기술개발이 필요한 상황인데요. 향후 석유화학업계가 탄소배출을 더욱 줄이기 위해 축적하고 있는 기술들을 한 번 알아볼까요? 첫 번째로는 ‘탄소중립 원료 활용’입니다. 말 그대로, 기존에 원유를 사용하던 석유화학산업의 원료를 바이오매스와 폐플라스틱, 부생자원 등으로 대체하는 것입니다. 혁신소재를 개발해 산업 전반에서 사용되는 재료물질의 탄소배출을 줄이기 위해서죠.

음식물 쓰레기, 농축산 폐기물을 통해 얻는 바이오매스의 경우, 석유화학 산업의 기초유분인 ‘나프타’를 바이오매스를 통해 얻을 수 있을 것으로 기대를 모으고 있습니다. 바이오매스를 액화, 가스화, 또는 유효성분으로 나눠 석유를 대체할 수 있는 원료로 만들어 고부가 소재로 업사이클링 하겠다는 전략이죠. 

바이오매스뿐만 아니라 폐플라스틱을 활용하는 기술 개발도 지속적으로 이뤄지고  있습니다. 폐플라스틱을 마찬가지로 열분해하거나 가스화해 나프타를 만들거나 연료화할 수 있다는 계획인데요. 부생가스와 메탄 등 미활용 가스자원을 고효율 에너지로 전환하는 기술도 장기적으로 2050년까지 기술개발을 할 예정이라고 합니다.

 

 

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2050 탄소중립을 위해 – 공정탄소 저감

   

 

석유화학 산업에서 탄소중립을 이루기 위한 또 하나의 핵심기술은 공정에서 발생하는 탄소저감 기술입니다. 석유화학 공정 중에 나오는 이산화탄소 등 온실가스를 감축하고, 재생에너지를 연계해 저에너지, 저탄소 전환 공정 기술을 개발하겠다는 것인데요.

석유화학 온실가스 배출량의 대부분은 석유화학 반응 및 분리에 필요한 화석연료를 소비하는 과정에서 발생합니다. 이 때문에 화학원료 생산에 재생에너지를 연계한 반응과 분리 공정 기술을 개발할 필요성이 있답니다.

이 기술은 크게 두 가지로 나뉘는데요. 화학공정을 전기화시켜, 화석원료 기반 에너지원을 재생에너지 기반 전기 에너지원으로 대체하는 것입니다. 또, 저탄소 혁신 공정을 개발하는 건데요. 석유화학 공정 전체에 투입되는 에너지를 줄이기 위해, 에너지 절약형 촉매와 분리 기술을 개발하는 것이죠.


오늘은 석유화학 업계에서 탄소중립을 이루기 위한 장기 계획들을 소개해드렸습니다. 혁신적인 신소재를 개발해 원유 사용량을 줄이고, 제품을 만드는 데 필요한 에너지도 감소하면 석유화학에서 탄소중립을 실천할 수 있다는 계획인데요. 멀게만 느껴지는 탄소중립도 작은 걸음부터 차곡차곡 2050년까지 나아간다면, 이룰 수 있는 목표일지도 모릅니다!

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종합 케미칼 & 에너지 리더,

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